李教授—太阳能光伏发电.doc

李教授太阳能光伏发电.txt28生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。 本文由skryum7470贡献 本文由颗榕树贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能发电简介 河南省科学院能源研究所 二00九年四月 00九年四月 一,太阳光伏发电的现状 太阳光伏发电的现状 光伏发电的应用正由边远地区和特 殊应用向电网电源发展 由补充能源向代替能源转变 光伏发电系统的原理及构成 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器, 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器,逆变器等电子 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 光伏系统发电原理:由光伏电池将太阳的辐射能 光伏系统发电原理: 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电, 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电,再由逆变 器将符合要求交流电提供给用户负载. 器将符合要求交流电提供给用户负载. 离网光伏系统结构原理图 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列, 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列,控制器逆变 器和交流配电设备组成. 器和交流配电设备组成.系统结构原理如下图所示 交流负载 图2.2 并网光伏发电系统结构原理图 太阳能发电并网发电系统:由太阳能 电池把光能转化为电能,通过并网逆 变器逆变为满足电网要求的电压,一 部分用户自用,多余部分电能送上电 网.电力公司将依据售电电能表记录 的数值支付给用户相应的费用.在夜 晚或阴雨天气发电量较少,用户消费 电能不足时可购买电网的电补充. 二,太阳能光伏发电系统设计 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 三,太阳能光伏发电系统设计基础 1,设计原则 1),性价比高 ),性价比高 ), 2),充分利用自然条件 ),充分利用自然条件 ), 3),安全可靠 ),安全可靠 ), 2,太阳辐射资料收集处理 , 1),太阳能资源分布 ),太阳能资源分布 ), 河南地区年太阳能总辐射 量约为5016-5852 MJ/ m2. 量约为 . 日累计太阳辐射量:1116 MJ/ m2 日累计太阳辐射量: 2),太阳辐射资料处理计算 ),太阳辐射资料处理计算 首先中国气象中心记录气象情况是按小时或天记录,每年的太阳辐射量不能 代表正真的太阳辐射量情况,需要选取一个时间段对太阳辐射资料进行处理 其次太阳能电池安装和水平面最佳倾角等于当地的纬度,由于气象资料给出的 是水平面的太阳辐照量,在设计时必须把水平面的太阳辐射总辐辐射量转换成等 于太阳电池安装倾角面上的太阳辐射总辐辐射量. 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I由三部分组成: I=ID +Id+IR (W/m2 ) ID ,Id ,IR分别代表月平均日倾斜面太阳直接辐照量 ;散射辐照量,地面反 射辐照量 1)月平均日倾斜面太阳直接辐照量 D 月平均日倾斜面太阳直接辐照量I ID =Rb . IDH (W/) 斜面上直接辐射照度应按时计算,设R 斜面上的直接辐射/ 斜面上直接辐射照度应按时计算,设Rb=斜面上的直接辐射/水平面上的直接辐 射照度,计算公式为: Rb =cosT /cosZ T和Z分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: 分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: COS=sinsincosSCOS=sinsincosSsincossinScoss+coscoscosScos+cossin sinScosScos+cossinSsinSsin -入射角;太阳入射光线和表面法线之间的夹角; -表面方位角;指倾斜表面法线水平面上的投影与南北方向线的夹角 s-倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90,水平 倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90 面s= 0 0 -赤纬角;地球中心与太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角 -时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15,上午为正,下午为负 时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15 -当地地理纬度. 当地地理纬度. 2),月平均日倾斜面太阳散射辐照量 d 月平均日倾斜面太阳散射辐照量I 认为太阳散射辐射均匀分布,计算公式: Id=IdH(1+cosS)/2 Id-倾斜面上的散射辐射照度 IdH-水平面上的散射辐射照度 S-倾斜面倾角 W/ 3),月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 IR 月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 认为地面上的反射辐射是均匀分布的,计算公式为: IR=G(IDH+IdH)(1+cosS/2) W/ 地面反射率;工程计算中,取平均值0.2,有雪时地面取0.7. 1)收集安装地点的纬度,经度和海拔高度等 )收集安装地点的纬度, 2)安装地点地势情况 3)安装地居民居住的集中度 4)安装地点的环境 4,负载资料收集计算 , 阻性负载:如白炽泡,电子节能灯,电加热器等. 电流和电压无冲击波. 感性负载,如电动机,电冰箱,水泵等,电压超强 电流,有冲击波 电动机 额定电流的58倍,时间50150ms 电冰箱额定电流的510倍,时间100200ms 彩色电视机额定电流的25倍,时间20100ms 电力电子累负载,如荧光灯,电视机,计算机等有 冲击波,负载的峰值电流(振幅系数1 ) 5,系统配置图 , 二,太阳光伏发电系统容量设计计算 (一),太阳能电池功率设计选取 1,太阳能电池功率设计 求出平均峰值日照时数. 将历年逐月平均倾斜面方阵上的日照总辐射量Ht (kJ/),除以标准光下辐 射量1000w/, Tm=Ht2.7810-4 负载功率Q设计 根据设计的用电负荷情况,考虑感性 负载和公用及发展情况,对负载功率进行设计. 系统的直流电压Vd 设计 太阳能电池组件串联数Ns Ns=(Uf+UD+Uc)/Uoc (V) (h) 式中: UD为二极管压降,一般取0.7V; UC为其它因数引起的压降. Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压. Uf蓄电池浮充电压 Uf应等于系统的直流电压Vd1.18. 即:所选蓄电池单体的(最大工作电压串联的电池数1.18) 光伏发电系统工作电流Im计算 光伏发电系统工作电流 计算 计算公式为: .Tm.1. .3. I=Q/Vd .Tm.1.2 .3.4 式中: Q负载功率(w) 1蓄电池充电效率0.85 2方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常取0.9 3方阵组合损失修正系数,通常取0.9 4逆变效率0.9,在直流系统中取1 太阳能电池组件并联数Np Np=Im/I0 式中:I0为选取的太阳光伏组建最佳电流 (Ah) 电站太阳能电池功率功率 Pz= P0NsNp 式中:Pz光伏组件总功率 P0选取的太阳能电池功率功率 已知电站功率,设计公式为: Q=PzTm1234 求出负载功率,再根据负载设计系统直流电压,他部分设计同上 述方法相同. 2,太阳能电池组件选取 选取标识完善的太阳能电池组件 选取同一批次的太阳电池,在同一光照条件下使用 选取注意事项 选取转换效率高,漏电流小的太阳电池,目前市场销售晶体硅太 阳能电池多为转换效率在1114%.太阳电池及组件的选用选 用晶体硅太阳电池组件时,要检查组件有无下列缺陷: 开裂,弯曲,不规整或损伤的外表面; 有裂纹或破碎的单体电池; 互联线或接头有毛病 电池互相接触或与边框相接触; 密封材料失效; 在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或脱层; 引线端失效,带电部件外露; 接线盒安装不牢固. (3)选取有旁路二极管的太阳光伏组件 防止逆流二极管设计选取 二极管要求其能承受1.5倍支路工作电流,二极管的正向 压降要小,反向饱和电流要小.有些控制器具有防反接功 能,这时也可以不接阻塞二极管. ,建材一体型 (二),蓄电池组容量的设计计算及选取 1,蓄电池组容量的设计计算 蓄电池的容量BC计算公式为: BC =AQNT/(1-C)kr 式中:A为安全系数,取1.11.4之间; Q为负载日平均耗电量(wh); N为最长连续阴雨天; T为温度修正系数,一般取1.1 C为蓄电池放电深度,设计深循环铅酸蓄电池取80%, 设计浅循环铅酸蓄电池取50%. kr为逆变器等损耗,通常取0.70.8 wh 2,蓄电池选取 根据设计的蓄电池容量和太阳能光伏发电系统设计的直流电 压(Vd)选配满足要求规格型号的蓄电池.采用多只蓄电池串联或 并联方式实现容量要求. 配置蓄电池应注意如下几点: 每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期, 制造商应提供同型号产品国家认可质检机构出具的质检报告,蓄电池的存放 时间应不超过6个月; 同一充放电控制的蓄电池应用同一规格型号和容量的产品. 蓄电池可由多只串联组成,但是并联的蓄电池不能超过4只. 蓄电池的电压与太阳光伏电池组件电压相匹配 (三),逆变器功率设计及选取 1,逆变器功率设计 对于独立电源计算: NC =K(nQg+Qc) 式中:NC逆变器容量w K安全系数,一般取1.2 n感性负载启动时的浪涌电流,为额定电流的倍数 Qg系统中感性负载功率 Qc系统中纯阻型负载功率 对于发电站计算: P=BQE/SM 式中:P逆变器容量w B各相负荷不平衡系数,取1.21.5 E用电同时率80% Q负载功率kw S负载功率因素0.8 M逆变负荷率85% 2,逆变器选取 逆变器按波形分有正弦波,准正弦波和方波三种. 根据标志标识选取产品 选取与输入,输出电压一致的逆变器 根据输入的直流电压和交流输出电压及功率和相数要求选取逆 变器.要求直流输入电压有较宽的适应范围. 寿命长,可靠性高 根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量,所选控制器的耐 过载能力强,在短时间内能够承载大于自身额定功率的1.5倍 负载工作; 要求具有较高的效率.由于目前太阳电池的价格偏高,为了. 最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法 提高逆变电源的效率.转换效率应大于85%,待机或 低负载时损耗小 选取供电稳定,噪声小,产生谐波小,启动或停止 平稳的逆变器 输出频率变化范围小.出电压范围不能超过额定值 10%;输出频率变化范围501Hz. 并网逆变器选取,查看是否可以独立运行(如果是 带有蓄电池运行,是否是停电时间可以使用) 选取易读取电量的逆变器 选取售后服务网点多的产品. 技术参数表: 技术指标 直流输入 直流输入电压(v) 输出额定容量(kVA) 输出额定功率(kw) 交流输出 转换效率 输出额定电压及频率 使用环境 使用海拔高度(m) 正弦波输出 机械尺寸 深,宽,高(mm) 重量(kg) 保护特性:短路保护,过流保护,过热保护,过压保护,欠压保护 为便于今后扩容,逆变器具有并机运行功能 SN22030SK 220 30 24 90%-94% 220, 501Hz; -25+55 6000 波形失真度55, 倾角等于纬度加 1520 2,跟踪太阳自动节调整角度 太阳能电池方阵跟踪太阳,目的是使电池 方阵的主光轴始终与太阳光线相平行.不断 跟踪太阳,使电池方从日出到日落始终对准 太阳,以提高太阳能的利用率. 太阳能电池方阵的跟踪可以分为跟踪 太阳能高度角和太阳方位角和跟踪太阳的赤 纬角和时角. (六),太阳能电池方阵前后间距的计算 0.707H D= tanarcsin(o.648cos - 0.399sin ) 式中:纬度 H遮光物最高点与光伏方阵最低的垂直距离m; D光伏方阵与遮光物或太阳电池前后排最小距离m. (七),电站防雷击设计与安装 1,按照GB50057建筑物防雷设计规范规定的要求增设避雷措施或 采用原建筑避雷设施,太阳光伏系统安装尽可能处在建筑物上避雷系统的保 护中或. 2,电站的避雷系统设计,在发电系统的安装输入避雷器和输出避雷器, 根据系统设备工作电压,选择合适保护电压的避雷器,并将所有设备的金属 外壳接地. 3,降低太阳光伏方阵的位置.太阳光伏方阵的顶部至少要比建筑物最高 避雷带(针)低0.6米,并与避雷带(针)保持1米左右的距离. ( ) 0 6 ( ) 1 4,加高避雷带(针)的高度.如果建筑原有安装高度的避雷带(针)不足已 保护太阳光伏方阵,则适当予以加高,也可再装新的避雷带(针),并与原有 避雷带(针)焊接在一起,其搭接长度不小于避雷带(针)直径的6倍.要特别 注意的是,前后两种避雷带(针)的规格应一致.若空间限制无法满足太阳光 伏方阵与避雷带(针)的距离要求时,可考虑将太阳光伏方阵金属架与避雷带 (针)相连. 5 ,将电气设备的任何部分都与大地间作良好的电气联接 (八),风压载荷的确定 抗风要求一定要根据各地区风力参数予以计算 W = K 1 K 2 W0 F 式中:W太阳光伏阵列阵列受到的风载(N); K1 风载体型系数,取1.5; K2 风压高度变化系数 W0 基本风压(N/),指一般空旷平坦地面,10年离地面10m处 统计值,可由各地气象部门提供.在设计时规定采用的基本风压应确定不小 于250N/的数值; F 太阳光伏阵列最高的垂直面积. 根据计算的太阳光伏方阵所受到的风载能力,确定相应的防 风固定措施. (九),导线线径的确定 (1)线的长度选择 ,因为输入输出电压都比较低,所以在电缆 设计时应遵循最短原则. (2)线径的确定 直流输入线径的计算 太阳能发电系统要尽量减少系统损耗, 但同时要兼顾系统的经济性,一般的光伏发电系统中因电压降而产 生的损失一般为2%.直流输出线径的计算计算公式: S= . L /u2 式中 : S导线截面积 P负载功率 L导线长度. 电阻率; u端电压 (十),限荷及配电线路设计, 电子限荷器设计选取,根据系统额定电压,电流承载能力设 计选配电子限荷器,能精确地检测出供电线路上或用户端发生 的短路和异常情况并进行快速,可靠的保护. 低压配电线路设计与建设按照GB/T50258-1996电气装 置安装工程1kv及以下配线工程施工及验收规范, DL/T464.15-1992额定电压1kv及以下架空绝缘电线金 具和绝缘部件,DL/T5009.2-1994电力建设安全工作规 程及DL/T477-2001农村低压电气安全工作规程等规定 要求进行设计和建设. (十一),太阳光伏发电(电站或电源)设计施工图纸 太阳光伏发电系统配置图(各主要部件容量,主要技术标) 12,电站建设投资决算 项目及内容 30Kw逆变器1台 单晶硅太阳能电池组件12.8kw(含支架) 设 备 费 用 GGMA-600蓄电池组440只(含支架) 50A直流控制器1台 40KVA交流配电柜1台 节能灯具30盏,备用灯管100只 配套电线,电缆,工具,仪表,限电器,防雷隔离器 设备出厂例行试验 铁路,公司运输 系统成套 小计 土建工程 设备安装 选址 管 理 费 用 合计 验收 设计 管理及其它 小计 金额(万元) 23.00 57.00 52.00 10.30 3.50 0.5 4.00 2.00 2.50 0.5 155.3 10.00 3.00 0.80 3.50 3.00 6.00 26.3 181.6 实施太阳能与建筑结合, 实施太阳能与建筑结合, 加速建筑节能工作! 加速建筑节能工作! 谢谢 1 1本文由skryum7470贡献 本文由颗榕树贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能发电简介 河南省科学院能源研究所 二00九年四月 00九年四月 一,太阳光伏发电的现状 太阳光伏发电的现状 光伏发电的应用正由边远地区和特 殊应用向电网电源发展 由补充能源向代替能源转变 光伏发电系统的原理及构成 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器, 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器,逆变器等电子 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 光伏系统发电原理:由光伏电池将太阳的辐射能 光伏系统发电原理: 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电, 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电,再由逆变 器将符合要求交流电提供给用户负载. 器将符合要求交流电提供给用户负载. 离网光伏系统结构原理图 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列, 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列,控制器逆变 器和交流配电设备组成. 器和交流配电设备组成.系统结构原理如下图所示 交流负载 图2.2 并网光伏发电系统结构原理图 太阳能发电并网发电系统:由太阳能 电池把光能转化为电能,通过并网逆 变器逆变为满足电网要求的电压,一 部分用户自用,多余部分电能送上电 网.电力公司将依据售电电能表记录 的数值支付给用户相应的费用.在夜 晚或阴雨天气发电量较少,用户消费 电能不足时可购买电网的电补充. 二,太阳能光伏发电系统设计 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 三,太阳能光伏发电系统设计基础 1,设计原则 1),性价比高 ),性价比高 ), 2),充分利用自然条件 ),充分利用自然条件 ), 3),安全可靠 ),安全可靠 ), 2,太阳辐射资料收集处理 , 1),太阳能资源分布 ),太阳能资源分布 ), 河南地区年太阳能总辐射 量约为5016-5852 MJ/ m2. 量约为 . 日累计太阳辐射量:1116 MJ/ m2 日累计太阳辐射量: 2),太阳辐射资料处理计算 ),太阳辐射资料处理计算 首先中国气象中心记录气象情况是按小时或天记录,每年的太阳辐射量不能 代表正真的太阳辐射量情况,需要选取一个时间段对太阳辐射资料进行处理 其次太阳能电池安装和水平面最佳倾角等于当地的纬度,由于气象资料给出的 是水平面的太阳辐照量,在设计时必须把水平面的太阳辐射总辐辐射量转换成等 于太阳电池安装倾角面上的太阳辐射总辐辐射量. 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I由三部分组成: I=ID +Id+IR (W/m2 ) ID ,Id ,IR分别代表月平均日倾斜面太阳直接辐照量 ;散射辐照量,地面反 射辐照量 1)月平均日倾斜面太阳直接辐照量 D 月平均日倾斜面太阳直接辐照量I ID =Rb . IDH (W/) 斜面上直接辐射照度应按时计算,设R 斜面上的直接辐射/ 斜面上直接辐射照度应按时计算,设Rb=斜面上的直接辐射/水平面上的直接辐 射照度,计算公式为: Rb =cosT /cosZ T和Z分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: 分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: COS=sinsincosSCOS=sinsincosSsincossinScoss+coscoscosScos+cossin sinScosScos+cossinSsinSsin -入射角;太阳入射光线和表面法线之间的夹角; -表面方位角;指倾斜表面法线水平面上的投影与南北方向线的夹角 s-倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90,水平 倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90 面s= 0 0 -赤纬角;地球中心与太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角 -时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15,上午为正,下午为负 时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15 -当地地理纬度. 当地地理纬度. 2),月平均日倾斜面太阳散射辐照量 d 月平均日倾斜面太阳散射辐照量I 认为太阳散射辐射均匀分布,计算公式: Id=IdH(1+cosS)/2 Id-倾斜面上的散射辐射照度 IdH-水平面上的散射辐射照度 S-倾斜面倾角 W/ 3),月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 IR 月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 认为地面上的反射辐射是均匀分布的,计算公式为: IR=G(IDH+IdH)(1+cosS/2) W/ 地面反射率;工程计算中,取平均值0.2,有雪时地面取0.7. 1)收集安装地点的纬度,经度和海拔高度等 )收集安装地点的纬度, 2)安装地点地势情况 3)安装地居民居住的集中度 4)安装地点的环境 4,负载资料收集计算 , 阻性负载:如白炽泡,电子节能灯,电加热器等. 电流和电压无冲击波. 感性负载,如电动机,电冰箱,水泵等,电压超强 电流,有冲击波 电动机 额定电流的58倍,时间50150ms 电冰箱额定电流的510倍,时间100200ms 彩色电视机额定电流的25倍,时间20100ms 电力电子累负载,如荧光灯,电视机,计算机等有 冲击波,负载的峰值电流(振幅系数1 ) 5,系统配置图 , 二,太阳光伏发电系统容量设计计算 (一),太阳能电池功率设计选取 1,太阳能电池功率设计 求出平均峰值日照时数. 将历年逐月平均倾斜面方阵上的日照总辐射量Ht (kJ/),除以标准光下辐 射量1000w/, Tm=Ht2.7810-4 负载功率Q设计 根据设计的用电负荷情况,考虑感性 负载和公用及发展情况,对负载功率进行设计. 系统的直流电压Vd 设计 太阳能电池组件串联数Ns Ns=(Uf+UD+Uc)/Uoc (V) (h) 式中: UD为二极管压降,一般取0.7V; UC为其它因数引起的压降. Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压. Uf蓄电池浮充电压 Uf应等于系统的直流电压Vd1.18. 即:所选蓄电池单体的(最大工作电压串联的电池数1.18) 光伏发电系统工作电流Im计算 光伏发电系统工作电流 计算 计算公式为: .Tm.1. .3. I=Q/Vd .Tm.1.2 .3.4 式中: Q负载功率(w) 1蓄电池充电效率0.85 2方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常取0.9 3方阵组合损失修正系数,通常取0.9 4逆变效率0.9,在直流系统中取1 太阳能电池组件并联数Np Np=Im/I0 式中:I0为选取的太阳光伏组建最佳电流 (Ah) 电站太阳能电池功率功率 Pz= P0NsNp 式中:Pz光伏组件总功率 P0选取的太阳能电池功率功率 已知电站功率,设计公式为: Q=PzTm1234 求出负载功率,再根据负载设计系统直流电压,他部分设计同上 述方法相同. 2,太阳能电池组件选取 选取标识完善的太阳能电池组件 选取同一批次的太阳电池,在同一光照条件下使用 选取注意事项 选取转换效率高,漏电流小的太阳电池,目前市场销售晶体硅太 阳能电池多为转换效率在1114%.太阳电池及组件的选用选 用晶体硅太阳电池组件时,要检查组件有无下列缺陷: 开裂,弯曲,不规整或损伤的外表面; 有裂纹或破碎的单体电池; 互联线或接头有毛病 电池互相接触或与边框相接触; 密封材料失效; 在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或脱层; 引线端失效,带电部件外露; 接线盒安装不牢固. (3)选取有旁路二极管的太阳光伏组件 防止逆流二极管设计选取 二极管要求其能承受1.5倍支路工作电流,二极管的正向 压降要小,反向饱和电流要小.有些控制器具有防反接功 能,这时也可以不接阻塞二极管. ,建材一体型 (二),蓄电池组容量的设计计算及选取 1,蓄电池组容量的设计计算 蓄电池的容量BC计算公式为: BC =AQNT/(1-C)kr 式中:A为安全系数,取1.11.4之间; Q为负载日平均耗电量(wh); N为最长连续阴雨天; T为温度修正系数,一般取1.1 C为蓄电池放电深度,设计深循环铅酸蓄电池取80%, 设计浅循环铅酸蓄电池取50%. kr为逆变器等损耗,通常取0.70.8 wh 2,蓄电池选取 根据设计的蓄电池容量和太阳能光伏发电系统设计的直流电 压(Vd)选配满足要求规格型号的蓄电池.采用多只蓄电池串联或 并联方式实现容量要求. 配置蓄电池应注意如下几点: 每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期, 制造商应提供同型号产品国家认可质检机构出具的质检报告,蓄电池的存放 时间应不超过6个月; 同一充放电控制的蓄电池应用同一规格型号和容量的产品. 蓄电池可由多只串联组成,但是并联的蓄电池不能超过4只. 蓄电池的电压与太阳光伏电池组件电压相匹配 (三),逆变器功率设计及选取 1,逆变器功率设计 对于独立电源计算: NC =K(nQg+Qc) 式中:NC逆变器容量w K安全系数,一般取1.2 n感性负载启动时的浪涌电流,为额定电流的倍数 Qg系统中感性负载功率 Qc系统中纯阻型负载功率 对于发电站计算: P=BQE/SM 式中:P逆变器容量w B各相负荷不平衡系数,取1.21.5 E用电同时率80% Q负载功率kw S负载功率因素0.8 M逆变负荷率85% 2,逆变器选取 逆变器按波形分有正弦波,准正弦波和方波三种. 根据标志标识选取产品 选取与输入,输出电压一致的逆变器 根据输入的直流电压和交流输出电压及功率和相数要求选取逆 变器.要求直流输入电压有较宽的适应范围. 寿命长,可靠性高 根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量,所选控制器的耐 过载能力强,在短时间内能够承载大于自身额定功率的1.5倍 负载工作; 要求具有较高的效率.由于目前太阳电池的价格偏高,为了. 最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法 提高逆变电源的效率.转换效率应大于85%,待机或 低负载时损耗小 选取供电稳定,噪声小,产生谐波小,启动或停止 平稳的逆变器 输出频率变化范围小.出电压范围不能超过额定值 10%;输出频率变化范围501Hz. 并网逆变器选取,查看是否可以独立运行(如果是 带有蓄电池运行,是否是停电时间可以使用) 选取易读取电量的逆变器 选取售后服务网点多的产品. 技术参数表: 技术指标 直流输入 直流输入电压(v) 输出额定容量(kVA) 输出额定功率(kw) 交流输出 转换效率 输出额定电压及频率 使用环境 使用海拔高度(m) 正弦波输出 机械尺寸 深,宽,高(mm) 重量(kg) 保护特性:短路保护,过流保护,过热保护,过压保护,欠压保护 为便于今后扩容,逆变器具有并机运行功能 SN22030SK 220 30 24 90%-94% 220, 501Hz; -25+55 6000 波形失真度55, 倾角等于纬度加 1520 2,跟踪太阳自动节调整角度 太阳能电池方阵跟踪太阳,目的是使电池 方阵的主光轴始终与太阳光线相平行.不断 跟踪太阳,使电池方从日出到日落始终对准 太阳,以提高太阳能的利用率. 太阳能电池方阵的跟踪可以分为跟踪 太阳能高度角和太阳方位角和跟踪太阳的赤 纬角和时角. (六),太阳能电池方阵前后间距的计算 0.707H D= tanarcsin(o.648cos - 0.399sin ) 式中:纬度 H遮光物最高点与光伏方阵最低的垂直距离m; D光伏方阵与遮光物或太阳电池前后排最小距离m. (七),电站防雷击设计与安装 1,按照GB50057建筑物防雷设计规范规定的要求增设避雷措施或 采用原建筑避雷设施,太阳光伏系统安装尽可能处在建筑物上避雷系统的保 护中或. 2,电站的避雷系统设计,在发电系统的安装输入避雷器和输出避雷器, 根据系统设备工作电压,选择合适保护电压的避雷器,并将所有设备的金属 外壳接地. 3,降低太阳光伏方阵的位置.太阳光伏方阵的顶部至少要比建筑物最高 避雷带(针)低0.6米,并与避雷带(针)保持1米左右的距离. ( ) 0 6 ( ) 1 4,加高避雷带(针)的高度.如果建筑原有安装高度的避雷带(针)不足已 保护太阳光伏方阵,则适当予以加高,也可再装新的避雷带(针),并与原有 避雷带(针)焊接在一起,其搭接长度不小于避雷带(针)直径的6倍.要特别 注意的是,前后两种避雷带(针)的规格应一致.若空间限制无法满足太阳光 伏方阵与避雷带(针)的距离要求时,可考虑将太阳光伏方阵金属架与避雷带 (针)相连. 5 ,将电气设备的任何部分都与大地间作良好的电气联接 (八),风压载荷的确定 抗风要求一定要根据各地区风力参数予以计算 W = K 1 K 2 W0 F 式中:W太阳光伏阵列阵列受到的风载(N); K1 风载体型系数,取1.5; K2 风压高度变化系数 W0 基本风压(N/),指一般空旷平坦地面,10年离地面10m处 统计值,可由各地气象部门提供.在设计时规定采用的基本风压应确定不小 于250N/的数值; F 太阳光伏阵列最高的垂直面积. 根据计算的太阳光伏方阵所受到的风载能力,确定相应的防 风固定措施. (九),导线线径的确定 (1)线的长度选择 ,因为输入输出电压都比较低,所以在电缆 设计时应遵循最短原则. (2)线径的确定 直流输入线径的计算 太阳能发电系统要尽量减少系统损耗, 但同时要兼顾系统的经济性,一般的光伏发电系统中因电压降而产 生的损失一般为2%.直流输出线径的计算计算公式: S= . L /u2 式中 : S导线截面积 P负载功率 L导线长度. 电阻率; u端电压 (十),限荷及配电线路设计, 电子限荷器设计选取,根据系统额定电压,电流承载能力设 计选配电子限荷器,能精确地检测出供电线路上或用户端发生 的短路和异常情况并进行快速,可靠的保护. 低压配电线路设计与建设按照GB/T50258-1996电气装 置安装工程1kv及以下配线工程施工及验收规范, DL/T464.15-1992额定电压1kv及以下架空绝缘电线金 具和绝缘部件,DL/T5009.2-1994电力建设安全工作规 程及DL/T477-2001农村低压电气安全工作规程等规定 要求进行设计和建设. (十一),太阳光伏发电(电站或电源)设计施工图纸 太阳光伏发电系统配置图(各主要部件容量,主要技术标) 12,电站建设投资决算 项目及内容 30Kw逆变器1台 单晶硅太阳能电池组件12.8kw(含支架) 设 备 费 用 GGMA-600蓄电池组440只(含支架) 50A直流控制器1台 40KVA交流配电柜1台 节能灯具30盏,备用灯管100只 配套电线,电缆,工具,仪表,限电器,防雷隔离器 设备出厂例行试验 铁路,公司运输 系统成套 小计 土建工程 设备安装 选址 管 理 费 用 合计 验收 设计 管理及其它 小计 金额(万元) 23.00 57.00 52.00 10.30 3.50 0.5 4.00 2.00 2.50 0.5 155.3 10.00 3.00 0.80 3.50 3.00 6.00 26.3 181.6 实施太阳能与建筑结合, 实施太阳能与建筑结合, 加速建筑节能工作! 加速建筑节能工作! 谢谢 1 1本文由skryum7470贡献 本文由颗榕树贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能发电简介 河南省科学院能源研究所 二00九年四月 00九年四月 一,太阳光伏发电的现状 太阳光伏发电的现状 光伏发电的应用正由边远地区和特 殊应用向电网电源发展 由补充能源向代替能源转变 光伏发电系统的原理及构成 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器, 光伏系统光伏电池阵列,充放电控制器,逆变器等电子 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 设备和储能蓄电池(离网系统)三部分组成. 光伏系统发电原理:由光伏电池将太阳的辐射能 光伏系统发电原理: 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电, 转化为电能,通过控制器保护蓄电池充放电,再由逆变 器将符合要求交流电提供给用户负载. 器将符合要求交流电提供给用户负载. 离网光伏系统结构原理图 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列, 并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列,控制器逆变 器和交流配电设备组成. 器和交流配电设备组成.系统结构原理如下图所示 交流负载 图2.2 并网光伏发电系统结构原理图 太阳能发电并网发电系统:由太阳能 电池把光能转化为电能,通过并网逆 变器逆变为满足电网要求的电压,一 部分用户自用,多余部分电能送上电 网.电力公司将依据售电电能表记录 的数值支付给用户相应的费用.在夜 晚或阴雨天气发电量较少,用户消费 电能不足时可购买电网的电补充. 二,太阳能光伏发电系统设计 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计. 三,太阳能光伏发电系统设计基础 1,设计原则 1),性价比高 ),性价比高 ), 2),充分利用自然条件 ),充分利用自然条件 ), 3),安全可靠 ),安全可靠 ), 2,太阳辐射资料收集处理 , 1),太阳能资源分布 ),太阳能资源分布 ), 河南地区年太阳能总辐射 量约为5016-5852 MJ/ m2. 量约为 . 日累计太阳辐射量:1116 MJ/ m2 日累计太阳辐射量: 2),太阳辐射资料处理计算 ),太阳辐射资料处理计算 首先中国气象中心记录气象情况是按小时或天记录,每年的太阳辐射量不能 代表正真的太阳辐射量情况,需要选取一个时间段对太阳辐射资料进行处理 其次太阳能电池安装和水平面最佳倾角等于当地的纬度,由于气象资料给出的 是水平面的太阳辐照量,在设计时必须把水平面的太阳辐射总辐辐射量转换成等 于太阳电池安装倾角面上的太阳辐射总辐辐射量. 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I 斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I由三部分组成: I=ID +Id+IR (W/m2 ) ID ,Id ,IR分别代表月平均日倾斜面太阳直接辐照量 ;散射辐照量,地面反 射辐照量 1)月平均日倾斜面太阳直接辐照量 D 月平均日倾斜面太阳直接辐照量I ID =Rb . IDH (W/) 斜面上直接辐射照度应按时计算,设R 斜面上的直接辐射/ 斜面上直接辐射照度应按时计算,设Rb=斜面上的直接辐射/水平面上的直接辐 射照度,计算公式为: Rb =cosT /cosZ T和Z分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: 分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角,入射角的计算公式如下: COS=sinsincosSCOS=sinsincosSsincossinScoss+coscoscosScos+cossin sinScosScos+cossinSsinSsin -入射角;太阳入射光线和表面法线之间的夹角; -表面方位角;指倾斜表面法线水平面上的投影与南北方向线的夹角 s-倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90,水平 倾斜平面的倾斜角;指倾斜平面与水平面之间的夹角.垂直s= 90 面s= 0 0 -赤纬角;地球中心与太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角 -时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15,上午为正,下午为负 时角;正午时角为零,每一小时对应的时角为15 -当地地理纬度. 当地地理纬度. 2),月平均日倾斜面太阳散射辐照量 d 月平均日倾斜面太阳散射辐照量I 认为太阳散射辐射均匀分布,计算公式: Id=IdH(1+cosS)/2 Id-倾斜面上的散射辐射照度 IdH-水平面上的散射辐射照度 S-倾斜面倾角 W/ 3),月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 IR 月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量 认为地面上的反射辐射是均匀分布的,计算公式为: IR=G(IDH+IdH)(1+cosS/2) W/ 地面反射率;工程计算中,取平均值0.2,有雪时地面取0.7. 1)收集安装地点的纬度,经度和海拔高度等 )收集安装地点的纬度, 2)安装地点地势情况 3)安装地居民居住的集中度 4)安装地点的环境 4,负载资料收集计算 , 阻性负载:如白炽泡,电子节能灯,电加热器等. 电流和电压无冲击波. 感性负载,如电动机,电冰箱,水泵等,电压超强 电流,有冲击波 电动机 额定电流的58倍,时间50150ms 电冰箱额定电流的510倍,时间100200ms 彩色电视机额定电流的25倍,时间20100ms 电力电子累负载,如荧光灯,电视机,计算机等有 冲击波,负载的峰值电流(振幅系数1 ) 5,系统配置图 , 二,太阳光伏发电系统容量设计计算 (一),太阳能电池功率设计选取 1,太阳能电池功率设计 求出平均峰值日照时数. 将历年逐月平均倾斜面方阵上的日照总辐射量Ht (kJ/),除以标准光下辐 射量1000w/, Tm=Ht2.7810-4 负载功率Q设计 根据设计的用电负荷情况,考虑感性 负载和公用及发展情况,对负载功率进行设计. 系统的直流电压Vd 设计 太阳能电池组件串联数Ns Ns=(Uf+UD+U